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    來源：機電商報

    節能增效，是當前自動化各領域關注的重要方向。到今天，自動化節能已經從概念推廣進化到應用市場拓展的階段，從針對電機節能的變頻器產品，到著眼于廠級、廠際能效管理的大型節能監測系統，可以為各行業的用戶帶來不同的節能效果。與此同時，新技術也在不停滲入這一領域。

    隨著中國自動化應用環境的不斷改善，新的節能技術在不斷地被引入中國，例如源于歐洲汽車制造業的PROFIenergy技術，就巧妙地將節能的理念培植于現場總線技術之上，借助于PROFIBUS&PROFINET應用的普及性，使總線技術成為了節能管理“聯姻”的新對象。

    PROFIenergy是指PROFINET用戶組織定義的一個與制造商無關的行規，這一行規提供了靈活的、智能的、在短期內關閉一個耗能組件或整個生產單元的方法。與傳統的方法相比，PROFIenergy行規通過網絡途徑來協調耗電設備的運行狀態，并采集相關的能量數據，為企業的靈活節能帶來了新的選擇。

    利用工業間歇 實現靈活節能

    無論是自動化設備制造商，還是機械設備制造商及用戶，都可以根據自身的情況參與到PROFIenergy的應用中。對于自動化設備制造商，可以從產品的接口做起；而機械設備制造商和生產設備的用戶，則可以將PROFIenergy融入生產實踐中的各種方案。

    其實，PROFIenergy節能的中心任務和原理，就是在間歇時間里關閉所有不需要的耗電器。而在實際應用中，隨著工業場合的不同，間歇的狀態和原因也多種多樣。為了適應間歇的多樣性，PROFIenergy定義了多種應用模式。

    首先，是短暫暫停期間關閉耗能設備的模式。短期暫停的時間范圍從幾分鐘到一個小時，最常見的例子比如午間休息。在短期暫停時可以僅關掉耗能設備的一部分。通過設定，在節能的同時并不會影響車間的可用性，如果用戶要求暫停結束時具備完全生產能力，就可以無延遲地實現。其次是長期暫停期間關閉耗能設備的模式。這類暫停最常見的情況是夜間及周末，因為這種暫停時間相對長得多，便有更多的耗能裝置可切換到節能模式，甚至可以將整個車間區域置于節能模式，這類暫停期間實現的節能量也最大。
   
    還有一種不時發生的情況，屬于非計劃的暫停期間關閉耗能設備，這種情況的特點就是非預期性，其中斷時刻與長度不可預知。例如，當材料流暫時中止時就會發生這樣的暫停。在這種情況下，即使車間單元中存在復雜依存的耗能部件，使用PROFIenergy也能夠實現協調處理，所以在這種非計劃的情況下也可以實現節能。

    而為了實現用戶對能源需求的測量與可視化，PROFIenergy也能夠提供信息方面的支持。PROFIenergy允許以統一格式從設備讀取、記錄電能等能耗數據，并以人機界面等設備媒介對這些數據進行顯示，以備進一步處理。PROFIenergy的這些功能通過提供運行期間的負載及管理數據，為進一步的節能和節約成本提供基礎。

    基于PROFINET機制 應用簡便可靠

    PROFIenergy接口以可靠的PROFINET機制為基礎，結構可謂既清楚又簡單，便于在自動化設備中得到迅速實現。而其對現有程序兼容的擴展性和可靠性，則是獲得用戶高度認同的根本保證。

    例如，生產設備的操作者最清楚對設備運行的需求情況，同時也最了解生產設備的負荷運轉狀況以及計劃內安排的停機時間。他可以非常恰當地協調各個設備的關閉與重啟。而機器制造商則掌握了切削、粘接或焊接等相關生產工藝，可以妥善設定如何在間歇過程中最佳地利用可使用的時間，而避免出現工藝邏輯上的沖突。這樣，操作者不需要掌握下端技術與工藝，只需要掌握自己熟悉的現場生產狀況和時間計劃，就可以從容地協調節能。

    注重開放性集成 降低節能成本

    PROFIenergy使用現有的PROFINET機制，保證了快速、簡單地實現節能。PROFIenergy命令通過PROFINET網絡傳輸，使得單個現場設備或整個現場單元能夠靈活地參與智能能源管理策略。而眾多現場設備無論支持還是不支持PROFIenergy功能，都可以工作在同一個PROFINET線纜上，所以將其集成到現有系統中并不復雜。

    在大多數情況下，靠用戶手動關閉不需要的能耗設備比較復雜和繁瑣。而一些自動化方案要求在控制柜中有附加的硬件、額外的空間和分散的布線。而PROFIenergy則是將切換功能集成到設備內，使所有的命令在現有的網絡上傳播。對用戶來說，這種簡便且節省的方式無疑是節能的良好選擇。

    點評
   
    目前PROFIenergy既有的應用主要集中于汽車行業與制造業。但從各行業節能的大趨勢和PROFINET已具有的較廣泛的應用基礎來看，這一技術還具有在其他各類行業拓展的廣泛空間。

    PROFIenergy的節能主要通過“間歇時間關閉耗能設備”來實現，各行業具有不同的生產工藝、周期特點，其間歇的情況也就各不相同。而PROFIenergy對于多種間歇期的靈活定義，無疑滿足了其在多行業拓展所需的適應性。
   
    點評

    舉一個很典型的例子，某生產線在短間歇中可以通過關閉一個粘接機械手實現節能，而在長間歇中情況相對復雜，還必須考慮粘接劑會不會硬化等問題，在間歇結束時也要重新確認粘接質量，確保不會生產出廢品。這些復雜的關系由設備自行處理，解放了用戶由于要達到節能效果而不得不承擔的復雜操作，使PROFIenergy具備了可靠性和易用性的優勢。

    點評

    當前，節能成為廣大企業面臨的非常現實的問題。在考慮節能方案時，企業并不僅僅要考慮到節能量，還需要考慮到實施成本、相關技術方案的兼容性和可擴展性，以及操作實施的簡便性，這些因素都是企業選擇及實施節能方案的關注點。

    而基于PROFINET機制的特點，使PROFIenergy在成本方面占據了比較大的優勢，一方面，用戶無需為支持PROFIenergy的設備單獨配備一條線纜，而只是在原有的PROFINET系統中“錦上添花”，相當于對PROFINET總線進行更充分的利用，這無疑將在成本層面上贏得用戶好感。

    鏈接：PROFIenergy應用實例

    簡易的生產設備主要由一個上位控制器組成，它控制著一個下位傳送帶和一個機械手。在傳送器和機器手之間存在著一種技術依賴關系，這是由工藝過程所決定的；傳送帶必須在機械手之后的2分鐘關閉，又必須在機械手之前2分鐘啟動。

      PROFIenergy為傳送帶和機械手提供時間信息。傳送帶的關閉時間為1分鐘，接通時間同樣為1分鐘。其次，設備在重新啟動之前必須至少關閉2分鐘。因此，最短間歇時間為4分鐘。（見下圖）

    這個簡單的例子表明，在了解了生產設備中的技術相互依賴關系并掌握了設備特定的知識之后，即使最復雜的依賴關系也能夠使用PROFIenergy來進行協調和編程。因此，用戶可以將其設備按照作業特點減速運轉和停車，并在間歇結束后安全而可靠地重新啟動。

                   
                                                        profienergy——現場總線技術